erläutern die Bedeutung der Transkriptionsfaktoren Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung:

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1 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Vom Gen zum Genprodukt- Wie entstehen aus Genen Merkmale und welche Einflüsse haben Veränderungen der genetischen und epigenetischen Strukturen auf einen Organismus Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte: - Transkription - Genetischer Code - Translation - Genregulation Zeitbedarf: 30 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können E1 in vorgegebenen Situationen biologische Probleme beschreiben, in Teilprobleme zerlegen und dazu biologische Fragestellungen formulieren. E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern. E3 zur Klärung biologischer Fragestellungen Hypothesen formulieren und Möglichkeiten zu ihrer Überprüfung angeben. E6 Modelle zur Beschreibung, Erklärung und Vorhersage biologischer Vorgänge begründet auswählen und deren Grenzen und Gültigkeitsbereiche angeben. E7 an ausgewählten Beispielen die Bedeutung, aber auch die Vorläufigkeit biologischer Modelle und Theorien beschreiben. Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Transkription erläutern die Bedeutung der Transkriptionsfaktoren Arbeitsblätter

2 für die Regulation von Zellstoffwechsel und Entwicklung (UF1, UF4), Genetischer Code erläutern Eigenschaften des genetischen Codes und charakterisieren mit dessen Hilfe Genmutationen (UF1, UF2), benennen Fragestellungen und stellen Hypothesen zur Entschlüsselung des genetischen Codes auf und erläutern klassische Experimente zur Entwicklung der Code- Sonne (E1, E3, E4), Translation vergleichen die molekularbiologischen Abläufe in der Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryoten (UF1, UF3), Animation aus Biologie heute SII Arbeitsblätter Modell Animation aus Biologie heute SII Arbeitsblätter

3 Genregulation erläutern und entwickeln Modellvorstellungen auf der Grundlage von Experimenten zur Aufklärung der Genregulation bei Prokaryoten (E2, E5, E6) und leiten Konsequenzen für den Organismus ab (E6), erläutern wissenschaftliche Experimente zur Aufklärung der Proteinbiosynthese, generieren Hypothesen auf der Grundlage der Versuchspläne und interpretieren die Versuchsergebnisse (E3, E4, E5), erläutern epigenetische Modelle zur Regelung des Zellstoffwechselserklären mithilfe von Modellen genregulatorische Vorgänge bei Eukaryoten Partnerpuzzle zum Trp- und Lac-Operonmodell Annimation aus Biologie heute SII Gestufte Hilfen zu den verschiedenen Schritten der Hypothesenbildung anhand eines Methodenschemas Erläutern epigenetische Modifikationen am Bsp. Der Agouti-Maus (Natura Q-Phase S. 44/45)

4 DNA-Mutation und DNA- Reparatur Fehlgesteuerte Krebs DNA-Chips Zellteilung: (E6), erklären die Auswirkungen verschiedener Gen-, Chromosom- und Genommutationen auf den Phänotyp (u.a. unter Berücksichtigung von Genwirkketten) (UF1, UF4), erklären mithilfe eines Modells die Wechselwirkung von Proto-Onkogenen und Tumor-Suppressorgenen auf die Regulation des Zellzyklus und erklären die Folgen von Mutationen in diesen Genen (E6, UF1, UF3, UF4), geben die Bedeutung von DNA-Chips an und beurteilen Chancen und Risiken (B1, B3) Puzzleaufgaben an Beispiel DNA-Sequenzen oder Sätzen recherchieren in verschiedenen analogen und digitalen Quellen Informationen zu Cancerogenen und stellen die Ergebnisse adressatengerecht vor Plakaterstellung zum Verfahren eines Gentests mittels DNA-Chips

5 Genbegriff im Wandel geben die Bedeutung von DNA-Chips und Hochdurchsatz- Sequenzierung an und bewerten Chancen und Risiken (B1, B3), reflektieren und erläutern den Wandel des Genbegriffs (E7), s.o. Erstellung eines Zeitstrahls Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: ggf. Klausur / Kurzvortrag

6 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Humangenetische Beratung Wie können genetisch bedingte Krankheiten diagnostiziert und therapiert werden und welche ethischen Konflikte treten dabei auf? Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte: Meiose und Rekombination Zeitbedarf: 25 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern. K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen, B3 an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten. Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Reaktivierung von SI und EF- Vorwissen Wie werden die Keimzellen gebildet und welche Unterschiede gibt es bei Frau und Mann? Advanced Organiser Stille Post: Meiose Arbeitsblätter Selbstlernplattform von Mallig: ult.htm#kurs SI und EF-Wissen wird reaktiviert, ein Ausblick auf Neues wird gegeben. Zentrale Aspekte der Meiose werden selbstständig wiederholt und geübt.

7 Meiose Spermatogenese / Oogenese Wo entscheidet sich die genetische Ausstattung einer Keimzelle und wie entsteht genetische Vielfalt? inter- und intrachromosomale Rekombination Wie kann man ein Vererbungsmuster von genetisch bedingten Krankheiten im Verlauf von Familiengenerationen ermitteln und wie kann man daraus Prognosen für den Nachwuchs ableiten? Erbgänge/Vererbungsmodi genetisch bedingte Krankheiten z.b.: - Cystische Fibrose - Muskeldystrophie Duchenne - Chorea Huntington erläutern die Grundprinzipien der Rekombination (Reduktion und Neu-kombination der Chromosomen) bei Meiose und Befruchtung (UF4). formulieren bei der Stammbaumanalyse Hypothesen zu X- chromosomalen und autosomalen Vererbungsmodi genetisch bedingter Merkmale und begründen die Hypothesen mit vorhandenen Daten auf der Grundlage der Meiose (E1, E3, E5, UF4, K4). Materialien (z. B. Knetgummi oder Pfeiffenreiniger) Arbeitsblätter Checkliste zum methodischen Vorgehen bei einer Stammbaumanalyse. Exemplarische Beispiele als Gruppenpuzzle von Familienstammbäumen (z.b. Rot- Grün-Sehschwäche, Bluterkrankheit, Albinismus) Selbstlernplattform von Mallig: ult.htm#kurs Schlüsselstellen bei der Keimzellenbildung werden erarbeitet und die theoretisch möglichen Rekombinationsmöglichkeiten werden ermittelt. Verbindlicher Beschluss der Fachkonferenz: Die Auswertungskompetenz bei humangenetischen Stammbäumen wird im Unterricht an mehreren Beispielen geübt. Prognosen zum Auftreten spezifischer, genetisch bedingter Krankheiten werden für Paare mit Kinderwunsch ermittelt und für (weitere) Kinder begründet angegeben.

8 Welche therapeutischen Ansätze ergeben sich aus der Stammzellenforschung und was ist von ihnen zu halten? Gentherapie Zelltherapie recherchieren Unterschiede zwischen embryonalen und adulten Stammzellen und präsentieren diese unter Verwendung geeigneter Darstellungsformen (K2, K3). stellen naturwissenschaftlichgesellschaftliche Positionen zum therapeutischen Einsatz von Stammzellen dar und beurteilen Interessen sowie Folgen ethisch (B3, B4). recherchieren Informationen zu humangenetischen Fragestellungen (u.a. genetisch bedingten Krankheiten), schätzen Recherche zu embryonalen bzw. adulten Stammzellen und damit verbundenen therapeutischen Ansätzen in unterschiedlichen, von der Lehrkraft ausgewählten Quellen: - Internetquellen - Fachbücher / Fachzeitschriften Checkliste: Welche Quelle ist neutral und welche nicht? Checkliste: richtiges Belegen von Informationsquellen Ggf. Powerpoint-Präsentationen der SuS und anschließender Podiumsdiskussion Gestufte Hilfen zu den verschiedenen Schritten der ethischen Urteilsfindung anhand eines Methodenschemas Recherche zu humangenetischen Fragestellung (z.b. Mukoviszidose, PKU oder humangenetischer Beratung) in unterschiedlichen, von der Lehrkraft ausgewählten Quellen: - Internetquellen Das vorgelegte Material könnte von SuS ergänzt werden. An dieser Stelle kann auf das korrekte Belegen von Text- und Bildquellen eingegangen werden, auch im Hinblick auf die Facharbeit. Neutrale und interessengefärbte Quellen werden kriteriell reflektiert. Am Beispiel des Themas Dürfen Embryonen getötet werden, um Krankheiten zu heilen? kann die Methode einer Podiumsdiskussion durchgeführt und als Methode reflektiert werden. An dieser Stelle kann auf das korrekte Belegen von Text- und Bildquellen eingegangen werden, auch im Hinblick auf die Facharbeit. Neutrale und interessengefärbte Quellen werden kriteriell reflektiert.

9 die Relevanz und Zuverlässigkeit der Informationen ein und fassen die Ergebnisse strukturiert zusammen (K2, K1, K3, K4), - Fachbücher / Fachzeitschriften - Checkliste: Welche Quelle ist neutral und welche nicht? Checkliste: richtiges Belegen von Informationsquellen Ggf. Powerpoint-Präsentationen der SuS und anschließender Podiumsdiskussion Am Beispiel des Themas Therapie der Zukunft? kann die Methode einer Podiumsdiskussion durchgeführt und als Methode reflektiert werden. Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe ; angekündigte Kurztests möglich, z. B. zu Meiose / Karyogrammen / Stammbaumanalyse ggf. Klausur / Kurzvortrag

10 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Gentechnologie heute- Welche Chancen und welche Risiken bestehen? Inhaltsfeld: IF 3 (Genetik) Inhaltliche Schwerpunkte: Gentechnologie+ Bioethik Zeitbedarf: 20 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten wissenschaftlichen Publikationen recherchieren, auswerten und vergleichend beurteilen, K3 biologische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse adressatengerecht sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen B1 bei der Bewertung von Sachverhalten in naturwissenschaftlichen Zusammenhängen fachliche, gesellschaftliche und moralische Bewertungskriterien angeben B4 Möglichkeiten und Grenzen biologischer Problemlösungen und Suchtweisen mit Bezug auf die Zielsetzungen der Naturwissenschaften darstellen Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Gentechnische Verfahren im Überblick begründen die Verwendung bestimmter Modellorganismen (u.a. E. coli) für besondere Fragestellungen genetischer Forschung (E6, E3), beschreiben molekulargenetische Werkzeuge und erläutern deren Bedeutung für gentechnische Grundoperationen (UF1). Arbeitsteilige Gruppenarbeit zu verschiedenen Modellorganismen (evtl. in Natura S. 90) Gruppenpuzzle

11 Molekulargenetische Verfahren Transgene Tiere und Pflanzen Synthetische Organismen- Einsatzmöglichkeiten und Gefahren erläutern molekulargenetische Verfahren (u.a. PCR, Gelelektrophorese) und ihre Einsatzgebiete (E4, E2, UF1), stellen mithilfe geeigneter Medien die Herstellung transgener Lebewesen dar und diskutieren ihre Verwendung (K1, B3). beschreiben aktuelle Entwicklungen in der Biotechnologie bis hin zum Aufbau von synthetischen Organismen in ihren Konsequenzen für unterschiedliche Einsatzziele und bewerten sie (B3, B4). Arbeitsblätter (gentechnische Verfahren, Knockout-Organismen) Referaterstellung mit anschließender Kugellagerdiskussion Film mit abschließender Bewertung Diagnose von Schülerkompetenzen: Concept-Map Feedbackbogen zu Referaten Leistungsbewertung: Klausur KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe : z.b. Beschreibung verschiedener gentechnischer Verfahren KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe : z.b. Vergleich der natürlichen Methoden der Rekombination und Mutation mit denen der Gentechnik KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe : z.b. Erstellen einer Hypothese zum schnellen Auftreten genetisch verschiedener Varianten des Grippevirus

12 Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Welchen Einfluss haben abiotische Faktoren auf das Vorkommen von Arten? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können Inhaltliche Schwerpunkte: E1 selbstständig in unterschiedlichen Kontexten biologische Probleme Umweltfaktoren und ökologische Potenz identifizieren, analysieren und in Form biologischer Fragestellungen präzisieren E2 Beobachtungen und Messungen, auch mithilfe komplexer Zeitbedarf: Apparaturen, sachgerecht erläutern 12 Std. à 45 Minuten E3 mit Bezug auf Theorien, Modelle und Gesetzmäßigkeiten Hypothesen generieren sowie Verfahren zu ihrer Überprüfung ableiten E4 Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern und unter Beachtung fachlicher Qualitätskriterien (Sicherheit, Messvorschriften, Variablenkontrolle, Fehleranalyse) durchführen E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Ergebnisse verallgemeinern Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Abiotischer Faktor Temperatur Wie hängt die Vitalität von Tieren von der Temperatur ab? Toleranzkurven Ökologische / physiologische Potenz Bioindikatoren Unterschiede bei homoiothermen und poikilothermen Tieren zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem auf (UF3, UF4, E4) Ermittlung der Präferenz-(Toleranz-)kurve mittels Temperaturorgel bei Wirbellosen (s. z.b. Biologie Heute SII, Schülerbuch, S. 300) Beobachtungen in der Natur (z.b. Film zum Kaiserpinguin) Verbindlicher Beschluss der Fachkonferenz: Durchführung von mindestens einem der empfohlenen Experimente.

13 Wie hängt die Verbreitung von Tieren von der Temperatur ab? Tiergeographische Regeln Wärmehaushalt von homoiothermen Tieren - planen ausgehend von Hypothesen Experimente zur Überprüfung der ökologischen Potenz nach dem Prinzip der Variablenkontrolle, nehmen kriterienorientiert Beobachtungen und Messungen vor und deuten die Ergebnisse (E2, E3, E4, E5, K4), - vergleichen das Lotka- Volterra-Modell mit veröffentlichten Daten aus Freilandmessungen und diskutieren die Grenzen des Modells (E6). erläutern die Aussagekraft von biologischen Regeln (u.a. tiergeographische Regeln) und grenzen diese von naturwissenschaftl. Gesetzen ab (E7,K4) Modellversuche zur Wärmeabgabe homoiothermer Tiere ( Rundkolben; s. z.b. Biologie Heute SII, Lb S. 301) Modellberechnungen mit Würfeln Abiotische Faktoren Wasser und Licht - Wovon hängt die Verteilung von Phytoplankton in einem See ab? Vertikale Verteilung; Dichte von Wasser und Anpassungen von Pflanzen an die Lichtverhältnisse Abhängigkeit der Fotosynthese von c(co 2 ), Licht und Temperatur Licht als limitierender Faktor (Minimumgesetz) Fotosynthese als biochemischer Prozess (ohne molek. Mechanismus) Jahreszeitliche Schwankungen der Phytoplanktonverteilung in einem See - entwickeln aus zeitlich-rhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5) - analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5) - erläutern den Zusammenhang zw. Foto- und Synthesereaktion und ordnen sie den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3) Modellexperiment zur Sinkgeschwindigkeit von Körpern in Wasser Den Weg des naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns nachvollziehen

14 Alternative: Abiotische Faktoren Wasser und Licht Wie haben sich Pflanzen an verschiedene Standort bzw. Klimazonen angepasst? Veränderung der Laubblätter als Anpassung an verschiedene Licht- und Wasserverhältnisse C-Assimilation in Abhängigkeit von Helligkeit, c(co 2 ) und Temperatur Minimumgesetz Fotosynthese als biochemischer Prozess (ohne molek. Mechanismus) - entwickeln aus Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese auf der Grundlage von Daten (E1, E5) - analysieren Messdaten zur Abhängigkeit der Fotosyntheseaktivität von unterschiedlichen abiotischen Faktoren (E5) - erläutern den Zusammenhang zw. Foto- und Synthesereaktion und ordnen sie den unterschiedlichen Kompartimenten des Chloroplasten zu (UF1, UF3) Wdh Blattaufbau und -funktion Mikroskopie von verschieden belichteten Buchenblättern Vergleich z.b. mit Oleander-Blatt-QS oder Hygrophyt Versuche zur Fotosyntheseintensität mit Wasserpest (ggf. mit Faktometer oder als arbeitsteilige GA) Den Weg des naturwissenschaftlichen Erkenntnisgewinns nachvollziehen Der Fotosynthese-Prozess kann auch später bei Nahrungskette / Trophieebene erarbeitet werden. - leiten aus Forschungsexperimenten zur Aufklärung der Fotosynthese zu Grunde liegende Fragestellungen und Hypothesen ab (E1, E3, UF2, UF4), - erläutern mithilfe einfacher Schemata das Grundprinzip der Energieumwandlung in den Fotosystemen und den Mechanismus der ATP- Synthese (K3, UF1), Chromatographie von Blattpigmenten Nachweis von Assimilationsstärke in Blättern oder Assimilations-Glucose in Blättern einkeimblättriger Pflanzen Diagnose von Schülerkompetenzen: Multiple-Choice-Test, Selbstüberprüfung durch Glossarerstellung mit Lehrbuch Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe : z.b. Beschreibung von Toleranzkurven / Daten oder Darstellung der tiergeographischen Regeln KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe : z.b. Interpretation von Daten im Hinblick auf physiologisches und ökologisches Optimum LP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe : Beurteilung der Validität/Grenzen/Anwendbarkeit der tiergeographischen Regeln an einem gegebenen Beispiel

15 Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Welchen Einfluss haben inter- und intraspezifische Beziehungen auf Populationen? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Dynamik von Populationen Zeitbedarf: 10 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können E6 Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären oder vorhersagen K4 sich mit anderen über biologische Sachverhalte kritischkonstruktiv austauschen und dabei Behauptungen oder Beurteilungen durch Argumente belegen bzw. widerlegen Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Wovon hängt die Populationsentwicklung des Phytoplanktons noch ab? Populationswachstum Fortpflanzungsstrategien Dichteabhängige und unabhängige Faktoren 1. und 2. Lotka-Volterra-Regel - leiten aus Daten zu abiotischen und biotischen Faktoren Zusammenhänge im Hinblick auf zyklische und sukzessive Veränderungen (Abundanz und Dispersion von Arten) sowie K- und r-lebenszyklusstrategien ab (E5, UF1, UF2, UF3, UF4) - beschreiben die Dynamik von Populationen in Abhängigkeit von dichteabhängigen und dichteunabhängigen Faktoren (UF1) - untersuchen die Veränderungen von Populationen mit Hilfe von Simulationen auf der Grundlage des Lotka-Volterra-Modells (E6) AB Wachstum einer Algenpopulation (nur lineare Darstellungsweise) Ggf. Simulationsprogramm zu Räuber- Beute-Beziehungen Ggf. Simulationsspiel zu Räuber-Beute- Beziehungen (Marienkäfer) Grenzen von Modellvorstellungen erarbeiten

16 Unter welchen Bedingungen können konkurrierende Arten koexistieren? ökologische Nische Konkurrenzausschlussprinzip Konkurrenzabschwächung / - vermeidung erklären mithilfe des Modells der ökologischen Nische die Koexistenz von Arten (E6, UF1, UF2) AB Bsp. Seepocken - Spritzwasser Vielfalt der Zusammenhänge erarbeiten Welche weiteren interspezifischen Beziehungen gibt es? Parasitismus Symbiose Welchen Einfluss hat die menschliche Schädlingsbekämpfung auf Ökosysteme? 3. Lotka-Volterra-Regel Schädlingsbekämpfungsarten leiten aus Untersuchungsdaten zu intra- und interspezifischen Beziehungen (Parasitismus, Symbiose, Konkurrenz) mögliche Folgen für die jeweiligen Arten ab und präsentieren diese unter Verwendung angemessener Medien (E5, K3, UF1) Gruppenpuzzle oder Kurzreferate Partnerpuzzle zu verschiedenen Beispielen zur Schädlingsbekämpfung (s. Biologie Heute SII, Lehrerordner, S ) SuS lehren SuS Vor- und Nachteile verschiedener Methoden abwägen und bewerten Diagnose von Schülerkompetenzen: Wissenstest, Biologie Heute SII, Lehrerordner, S. 229 Glossarerstellung: Selbstüberprüfung durch Biologie Heute SII, Schülerbuch, S. 430 ff., Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe : z.b. Beschreibung von Diagrammen zur Populationsentwicklung KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe : z.b. Interpretation von Daten zu Populationsentwicklungen im Kontext der Lotka-Volterra-Regeln KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe : Beurteilung der Anwendbarkeit der Lotka-Volterra-Regeln auf ein gegebenes Beispiel

17 Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Welchen Einfluss hat der Mensch auf die Dynamik von Ökosystemen? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Mensch und Ökosysteme Zeitbedarf: 10 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die SuS Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können E5 Daten und Messwerte qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern B2 Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung verbindlicher Fako-Absprachen Welche energetischen und stofflichen Beziehungen bestehen zwischen verschiedenen Organismen in einem Ökosystem? Nahrungskette, Nahrungsnetz, Trophieebenen, Nahrungskreislauf Wie verändern sich Ökosysteme im Laufe der Zeit? Sukzession natürliche und anthropogen bedingte Eutrophierung stellen energetische und stoffliche Beziehungen verschiedener Organismen unter den Aspekten von Nahrungskette, Nahrungsnetz und Trophieebene formal, sprachlich und fachlich korrekt dar (K1, K3) untersuchen das Vorkommen, die Abundanz und die Dispersion von Lebewesen eines Ökosystems im Freiland (E1, E2, E4) zeigen den Zusammenhang zwischen dem Vorkommen von Bioindikatoren und der Intensität abiotischer Faktoren in einem beliebigen Ökosystem (UF3, UF4, E4) - fachgerechte Beschreibung und Auswertung verschiedener komplexer Grafiken - Wiedergabe der graphisch dargestellten Zusammenhänge in richtiger Fachsprache Mögliche Exkursionen: Fließgewässer, z.b. Johannisbach oder Geul in Kelmis Stillgewässer, z.b. Hangeweiher oder Kasinoweiher in Kelmis Moor: Hohes Venn Unterscheidung von qualitativer und quantitativer Betrachtungsweise Methodik von Freilanduntersuchungen entwickeln aus zeitlichrhythmischen Änderungen des Lebensraums biologische Fragestellungen und erklären diese

18 Welchen Einfluss hat das Einschleppen fremder Pflanzen und Tiere auf ein Ökosystem? Neobiota recherchieren Beispiele für die biologische Invasion von Arten und leiten Folgen für das Ökosystem ab (K2, K4) Kurzreferate Beispiele Aachen: Indisches Springkraut und Amerikanische Flusskrebse Systembeziehungen reflektieren Diagnose von Schülerkompetenzen: Wissenstest, Biologie Heute SII, Lehrerordner, S. 251;Glossarerstellung: Selbstüberprüfung durch Biologie Heute SII, Lb, S. 430 ff., Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe : z.b. Nahrungsnetz auf Basis eines Informationstextes erstellen und die Organismen den Trophieebenen zuordnen KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe : z.b. Auswertung von Daten eines Fallbeispiels im Kontext der Schädlingsbekämpfung KLP-Überprüfungsform: Bewertungsaufgabe : Bewertung verschiedener Maßnahmen zur Schädlingsbekämpfung in einem gegebenen Kontext auf der Grundlage von Daten (E1, E5)

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20 Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Welchen Einfluss hat der Mensch auf globale Stoffkreisläufe und Energieflüsse? Inhaltsfeld: IF 5 (Ökologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Stoffkreislauf und Energiefluss Zeitbedarf: 8 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Schwerpunkteübergeordneter Kompetenzerwartungen: Die Schülerinnen und Schüler können B2 Auseinandersetzungen und Kontroversen zu biologischen und biotechnischen Problemen und Entwicklungen differenziert aus verschiedenen Perspektiven darstellen und eigene Entscheidungen auf der Basis von Sachargumenten vertreten, B3 an Beispielen von Konfliktsituationen mit biologischem Hintergrund kontroverse Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und ethisch bewerten, E7 naturwissenschaftliche Prinzipien reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer historischen und kulturellen Entwicklung darstellen Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Wie sieht der globale Kohlenstoffkreislauf aus? Kohlenstoffkreislauf Vom Ökosystem zur Ökosphäre Welche Rolle spielen Energieflüsse für die Biosphäre? Energiefluss Welche Rolle spielt die Fotosynthese? Bedeutung und Grundprozess der Fotosynthese Welche Auswirkungen hat die Erhöhung des Kohlenstoffdioxidgehaltes in der Atmosphäre? Folgen des Treibhauseffekts Konflikt Nutzung natürlicher Ressourcen und Naturschutz, z.b. Meerverschmutzung nach Tankerunfall - präsentieren und erklären auf der Grundlage von Untersuchungsdaten die Wirkung von anthropogenen Faktoren auf einen ausgewählten globalen Stoffkreislauf (K1, K3, UF1) - diskutieren Konflikte zwischen der Nutzung natürlicher Ressourcen und dem Naturschutz (B2, B3) Lehrfilm zu Energiefluss und Nahrungskette Filme: Eine unbequeme Wahrheit oder Die vierte Revolution Fotosynthese-Prozess kann auch hier erarbeitet werden Denken in globalen Zusammenhängen

21 Was kann der Einzelne dagegen tun? Nachhaltigkeitsgrundsatz - entwickeln Handlungsoptionen für das eigene Konsumverhalten und schätzen diese unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit ein (B2, B3) Unterricht Biologie 1/2001, Grundlagen und Dimensionen der Nachhaltigkeit Medien zu verschiedenen Schutzgebieten, Kurzreferate Handeln in lokaler und persönlicher Verantwortung Diagnose von Schülerkompetenzen: Wissenstest, Biologie Heute SII, Lehrerordner, S. 265 Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe : z.b. das Schema des Kohlenstoffkreislaufes erstellen und beschreiben KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe : z.b. Auswertung von Daten / Messergebnissen im Kontext des Treibhauseffektes KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe : Beurteilung der Zuverlässigkeit von Daten im Rahmen von Kohlenstoffdioxid-Emissionen KLP-Überprüfungsform: Bewertungsaufgabe : Bewertung von Handlungsoptionen für das Konsumverhalten im Kontext der Nachhaltigkeit Literaturangaben: Schülerbuch: Biologie Heute SII, Schülerbuch, Schroedel, Lehrerordner: Biologie Heute SII, Lehrermaterialien Teil 2 (2013), Schroedel. Ggf. Unterricht Biologie 1/2001, Grundlagen und Dimensionen der Nachhaltigkeit.

22 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung Unterrichtsvorhaben I: Thema/ Kontext: Evolutionsmechanismen und Evolutionstheorien Inhaltsfeld: IF 6 (Evolution) Inhaltliche Schwerpunkte: Mechanismen evolutiver Veränderungen Art und Artbildung Entwicklung der Evolutionstheorie Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Zeitaufwand: 24 Std. à 45 Minuten. Mögliche didaktische Konkretisierte Leitfragen/ Sequenzierung Kompetenzer-wartungen inhaltlicher As- des Kernlehr-plans pekte Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Mechanismen Veränderungen evolutiver erläutern den Einfluss der Evolutionsfaktoren (Mutation, Rekombination, Gendrift, Selektion) auf den Genpool einer Population (UF4, UF1). Materialien zur genetischen Variabilität und ihren Ursachen. Beispiele: Hainschnirkelschnecke, Zahnkärpfling concept map bestimmen und modellieren mithilfe des Hardy-Weinberg-Gesetzes die Allelfrequenzen in Populationen und geben Bedingungen für die Gültigkeit des Gesetzes an (E6). erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Lerntempoduett zu abiotischen und biotischen Selektionsfaktoren (Beispiel: Birkenspanner, Kerguelen- Fliege) Gruppengleiches Spiel zur Selektion kriteriengeleiteter Fragebogen Computerprogramm zur Simulation des Hardy- Weinberg-Gesetzes

23 Weitergabe von Allelen (UF1, UF4). Art und Artbildung Artbildung Adaptive Radiation Coevolution erklären Modellvorstellungen zu Artbildungsprozessen (u.a. allopatrische und sympatrische Artbildung) an Beispielen (E6, UF1). Kurze Informationstexte zu Isolationsmechanismen Karten mit Fachbegriffen stellen den Vorgang der adaptiven Radiation unter dem Aspekt der Angepasstheit dar (UF2, UF4). beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Vielfalt der Ökosysteme) (UF4, UF1, UF2, UF3). Informationen zu Modellen und zur Modellentwicklung Messdaten(DNA-Sequenzen, Verhaltensbeobachtungen, etc.) und Simulationsexperimente zu Hybridzonen bei Hausmäusen/ Rheinfischen Bilder und Texte zum Thema Adaptive Radiation der Darwinfinken Plakate zur Erstellung eines Fachposters Evaluation

24 wählen angemessene Medien zur Darstellung von Beispielen zur Coevolution aus und präsentieren die Beispiele (K3, UF2). Texte und Schemata zur Kosten-Nutzen-Analyse mediengestützte Präsentationen beschreiben Biodiversität auf verschiedenen Systemebenen (genetische Variabilität, Artenvielfalt, Vielfalt der Ökosysteme) (UF4, UF1, UF2, UF3). Kriterienkatalog zur Beurteilung von Präsentationen belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen [(u.a mithilfe von Daten aus Gendatenbanken)] (E2, E5). Filmanalyse: Dokumentation über Angepasstheiten im Tierreich Entwicklung Evolutionstheorie der stellen Erklärungsmodelle für die Evolution in ihrer historischen Entwicklung und die damit verbundenen Veränderungen des Weltbilds dar (E7), stellen die Synthetische Evolutionstheorie zusammenfassend dar Text Quelle) (wissenschaftliche Strukturlegetechnik Synthetischen Evolutionstheorie zur

25 (UF2, UF4), Materialien zu neuesten grenzen die Synthetische Forschungsergebnissen der Theorie der Evolution Epigenetik (MAXs gegenüber nicht Materialien) naturwissenschaftlichen Positionen zur Entstehung von Artenvielfalt ab und nehmen zu diesen begründet Stellung (B2, K4). Diagnose von Schülerkompetenzen: KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe selbstständiges Erstellen eines Evaluationsbogens KLP-Überprüfungsform: Beobachtungssaufgabe Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe Ggf. Klausur Unterrichtsvorhaben II: Thema/ Kontext: Evolution und Verhalten Inhaltliche Schwerpunkte: Verhalten als Umweltangepasstheit Sexualität und Fortpflanzung Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Zeitaufwand: ca. 8 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen/ Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der

26 Fachkonferenz Verhalten als Umweltangepasstheit erläutern das Konzept der Fitness und seine Bedeutung für den Prozess der Evolution unter dem Aspekt der Weitergabe von Allelen (UF1, UF4). analysieren anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen [(Paarungssysteme, Habitatwahl)] unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4). Stationenlernen zum Thema Kooperation Sexualität Fortpflanzung und analysieren anhand von Daten die evolutionäre Entwicklung von Sozialstrukturen (Paarungssysteme, Habitatwahl) unter dem Aspekt der Fitnessmaximierung (E5, UF2, UF4, K4). Beobachtungsaufgaben zur evolutionären Entwicklung und Verhalten im Zoo Präsentationen Diagnose von Schülerkompetenzen: Evaluationsbogen, Erstellen eines Fragenkatalogs zur Fremd- und Selbstkontrolle Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Präsentationsaufgabe, schriftliche Überprüfung

27 Unterrichtsvorhaben III: Thema/ Kontext: Belege für die Evolution Inhaltliche Schwerpunkte: Evolutionsbelege Stammbäume Systematik Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Evolutionsbelege deuten Daten zu anatomischmorphologischen und molekularen Merkmalen von Organismen zum Beleg konvergenter und divergenter Entwicklungen (E5, UF3). stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie [(u.a. Molekularbiologie)] adressatengerecht dar (K1, K3). stellen Belege für die Evolution aus verschiedenen Bereichen der Biologie (u.a. Molekularbiologie) adressatengerecht dar (K1, K3). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Zeichnungen und Bilder zur konvergenten und divergenten Entwicklung Lerntempoterzett: Texte, Tabellen und Diagramme molekulargenetische Untersuchungsergebnisse am Bsp. der Hypophysenhinterlappenhormone Zeitaufwand: 10 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Konkretisierte Kompetenzerwartungen Leitfragen/ Sequenzierung des inhaltlicher Aspekte Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Didaktischmethodische Anmerkungen Empfehlungen Darstellung verbindlichen Absprachen Fachkonferenz und sowie der der beschreiben und erläutern Materialien zu Atavismen,

28 molekulare Verfahren zur Analyse von phylogenetischen Verwandtschaften zwischen Lebewesen (UF1, UF2). Rudimenten und zur biogenetischen Grundregel (u.a. auch Homöobox-Gene) analysieren molekulargenetische Daten und deuten sie mit Daten aus klassischen Datierungsmethoden im Hinblick auf Verbreitung von Allelen und Verwandtschaftsbeziehungen von Lebewesen (E5, E6). belegen an Beispielen den aktuellen evolutionären Wandel von Organismen (u.a. mithilfe von Daten aus Gendatenbanken) (E2, E5). Stammbäume erstellen und analysieren Stammbäume anhand von Daten zur Ermittlung der Verwandtschaftsbeziehungen von Arten (E3, E5). Systematik entwickeln und erläutern Hypothesen zu phylogenetischen Stammbäumen auf der Basis von Daten zu anatomischmorphologischen und molekularen Homologien (E3, E5, K1, K4). beschreiben die Einordnung von Lebewesen mithilfe der Systematik und der binären Nomenklatur (UF1, UF4). Informationstexte und Abbildungen Materialien zu Wirbeltierstammbäumen

29 Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluation mit Ich-Kompetenzen am Ende der Unterrichtsreihe, KLP-Überprüfungsform: Beobachtungssaufgabe ( Strukturierte Kontroverse Leistungsbewertung: Klausur, KLP-Überprüfungsform: Optimierungsaufgabe Unterrichtsvorhaben IV: Thema/ Kontext: Evolution des Menschen Inhaltliche Schwerpunkte: Verwandtschaft Mensch-Affe Stammesgeschichte des Menschen Menschliche Rassen - gestern und heute Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Verwandtschaft Affe Zeitaufwand: 14 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Konkretisierte Kompetenzerwartungen Leitfragen/ des Sequenzierung Kernlehrplans inhaltlicher Aspekte Die Schülerinnen und Schüler Mensch- ordnen den modernen Menschen kriteriengeleitet Primaten zu (UF3). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Quellen aus Fachzeitschriften Kriterienkatalog zur Bewertung von wissenschaftlichen Quellen/Untersuchungen Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz

30 Stammesgeschichte Menschen des diskutieren wissenschaftliche Befunde (u.a. Schlüsselmerkmale) und Hypothesen zur Humanevolution unter dem Aspekt ihrer Vorläufigkeit kritisch-konstruktiv (K4, E7). Moderiertes Netzwerk bzgl. biologischer und kultureller Evolution (Bilder, Graphiken, Texte über unterschiedliche Hominiden) erklären mithilfe molekulargenetischer Modellvorstellungen zur Evolution der Genome die genetische Vielfalt der Lebewesen. (K4, E6). Materialien zu molekularen Untersuchungsergebnissen (Neandertaler, Jetztmensch) Menschliche Rassen gestern und heute bewerten die Problematik des Rasse-Begriffs beim Menschen aus historischer und gesellschaftlicher Sicht und nehmen zum Missbrauch dieses Begriffs aus fachlicher Perspektive Stellung (B1, B3, K4). Texte über historischen und gesellschaftlichen Missbrauch des Rasse-Begriffs Podiumsdiskussion Kriterienkatalog zur Auswertung von Podiumsdiskussionen Diagnose von Schülerkompetenzen: KLP-Überprüfungsform: Präsentationsaufgabe (Podiumsdiskussion) Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe ; evtl. Klausur

31 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben I: Thema/Kontext: Aufbau und Funktion von Neuronen Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Inhaltliche Schwerpunkte: - Bau einer Nervenzelle - Entstehung des Ruhepotenzials - Entstehung des Aktionspotenzials - Erregungsleitung - Erregungsübertragung - Neuronale Verrechnung - Synapsengifte Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Zeitbedarf: 20 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Aufbau eines Neurons beschreiben Aufbau und Funktion des Neurons (UF1) Arbeitsblätter Entstehung des Ruhepotenzials erklären Ableitungen von Arbeitsblätter Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Modell Synapse und werten Messergebnisse unter Animation aus Biologie heute Zuordnung der molekularen SII Vorgänge an Biomembranen aus (UF1, UF2, E2, E5)) benennen Fragestellungen und stellen Hypothesen zur Versuchsanordnung auf und erläutern klassische Experimente zur Ableitung von Potenzialen (E1, E2) Entstehung des Aktionspoten- erklären Ableitungen von Animation aus Biologie heute

32 zials Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2) Untersuchungen an isolierten leiten aus Messdaten der Ionenkanälen Patch-Clamp-Technik Veränderungen von Ionenströmen durch Ionenkanäle ab und entwickeln dazu Modellvorstellungen (E5, E6, Erregungsleitung: Kontinuierliche und saltatorische Erregungsleitung Erregungsübertragung: Bau und Funktion von Synapsen, erregende und hemmende Synapsen;chemische und elektrische Synapsen K4) vergleichen die Weiterleitung des Aktionspotentials an myelinisierten und nicht myelinisierten Axonen miteinander und stellen diese unter dem Aspekt der Leitungsgeschwindigkeit in einen funktionellen Zusammenhang (UF2, UF3, UF4) erläutern die Verschaltung von Neuronen bei der Erregungsweiterleitung und der Verrechnung von Potentialen mit der Funktion der Synapsen auf molekularer Ebene (UF1, UF3); erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen SII Arbeitsblätter Rollenspiel Arbeitsblätter Animation aus Biologie heute SII Modellversuche (z.b. Dominomodell) Neuronenmodell Arbeitsblätter Animation aus Biologie heute SII Neuronenmodell

33 aus (E5, E2, UF1, UF2) Neuronale Verrechnung: Zeitliche und räumliche Summation erklären Ableitungen von Potentialen mittels Messelektroden an Axon und Synapse und werten Messergebnisse unter Zuordnung der molekularen Vorgänge an Biomembranen aus (E5, E2, UF1, UF2) Neuronenmodell Synapsengifte dokumentieren und Arbeitsblätter präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2) Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe ; angekündigte Kurztests möglich ggf. Klausur / Kurzvortrag

34 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben II: Thema/Kontext: Informationsaufnahme in Sinnesorganen am Beispiel Auge Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: - Sinneszellen und Sinnesorgane - Das Auge ein Lichtsinnesorgan - Fototransduktion s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Informationsverarbeitung in der Netzhaut - Laterale Inhibition Zeitbedarf: 14 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Sinneszellen und Sinnesorgane: Informationsaufnahme, Rezeptorpotenziale Das Auge-ein Lichtsinnesorgan Fototransduktion stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Entstehung des Sinneseindrucks bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3) erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- und Kontrastwahrnehmung (UF3, UF4) stellen die Veränderung der Membranspannung an Lichtsinneszellen anhand von Modellen dar und Arbeitsblätter Modelle Neuronenmodell Modelle Referate CD Auge Modelle Arbeitsblätter

35 Informationsverarbeitung in der Netzhaut Laterale Inhibition beschreiben die Bedeutung des second messengers und der Reaktionskaskade bei der Fototransduktion (E6, E1). erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farb- und Kontrastwahrnehmung (UF3, UF4) erläutern den Aufbau und die Funktion der Netzhaut unter den Aspekten der Farbwahrnehmung und Kontrastwahrnehmung (UF3, UF4) CD Auge CD Auge Arbeitsblätter Mikroskopie Versuche Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: ggf. Klausur / Kurzvortrag

36 Mögliche unterrichtsvorhabenbezogene Konkretisierung: Unterrichtsvorhaben III: Thema/Kontext: Informationsverarbeitung im Gehirn des Menschen Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Inhaltliche Schwerpunkte: Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: - Das Nervensystem des Menschen - Der Bau des menschlichen Gehirns s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Funktionelle Hirnanatomie - Erkrankungen des Gehirns: Parkinson - Zelluläre Mechanismen des Lernens - Das Gedächtnis - Veränderungen des Gehirns durch Sucht - Gehirndoping Zeitbedarf: 14 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Das Nervensystem des Menschen Bau des menschlichen Gehirns, funktionelle Hirnanatomie erklären die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormonellen Regelung von physiologischen Funktionen an Beispielen (UF4, E6, UF2, UF1) stellen Möglichkeiten und Grenzen bildgebender Verfahren zur Arbeitsblätter Folien

37 Angewandte Biologie: Parkinson-Krankheit Zelluläre Mechanismen des Lernens; neuronale Plastizität Anatomie und zur Funktion des Gehirns (PET und fmrt) gegenüber und bringen diese mit der Erforschung von Gehirnabläufen in Verbindung (UF4, UF1, B4), stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Entstehung des Sinneseindrucks bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3) recherchieren und präsentieren aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu einer degenerativen Erkrankung (K2,K3); dokumentieren und präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2) erklären den Begriff der Plastizität anhand geeigneter Modelle und leiten die Bedeutung für ein lebenslanges Lernen ab (E6, UF4), Film Folien Internetrecherchen Referat dokumentieren und präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2) Gedächtnis stellen aktuelle Modellvorstellungen

38 Veränderungen des Gehirns durch Sucht zum Gedächtnis auf anatomischphysiologischer Ebene dar (K3, B1) leiten Wirkungen von endo- und exogenen Substanzen (u.a. von Neuroenhancern) auf die Gesundheit ab und bewerten mögliche Folgen für Individuum und Gesellschaft (B3,B4,B2,UF2,UF4), dokumentieren und präsentieren die Wirkung von endo- und exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2), Film Arbeitsblätter Diagnose von Schülerkompetenzen: Concept-Map Feedbackbogen zu Referaten Leistungsbewertung: Klausur KLP-Überprüfungsform: Darstellungsaufgabe KLP-Überprüfungsform: Analyseaufgabe KLP-Überprüfungsform: Beurteilungsaufgabe

39 Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Hormonale und neuronale Steuerung Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Inhaltliche Schwerpunkte: - Das menschliche Hormonsystem - Blutzuckerregulation Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: s. Kernlehrplan Biologie, 1. Auflage 2013, Seiten Zeitbedarf: 5 Std. à 45 Minuten Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Das menschliche Hormonsystem erklären die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormonellen Regelung von physiologischen Funktionen an Beispielen (UF4, E6, UF2, UF1) Arbeitsblatt Filme Evtl. kybernetisches Regelkreismodell am Beispiel der Blutzuckerregulation